虽非完美 毫米波却是达成5G愿景的关键

“没有一个技术只有优点没有缺点，毫米波也一样。它可能不是某些应用的最好选择，但却可能是其他应用唯一的选择。”高通中国区研发负责人徐晧在接受科技日报记者专访时强调，“当我们说毫米波有这样那样缺点时，要看到它同时有非常多的优点，关键要看设计人员能不能有效解决这些技术难点，也要看实际应用中，是不是需要毫米波这些优点，是不是能够找到比较好的应用场景利用好毫米波的这些优点。”

“作为一家以技术见长的公司，高通希望业界能够更多地了解毫米波的潜力和应用。”徐晧透露，高通将在“2021世界5G大会”上介绍5G毫米波最新的测试和研究进展。

低频资源有限毫米波商用提上日程

徐晧说：“手机之所以在没有与任何看得见摸得着的东西相连接的情况下，还可以收到信号，就是因为自然界中存在着很多我们看不到也听不到的电磁波信号。”徐晧介绍，毫米波是指波长为1毫米到10毫米的电磁波。从声音到光之间，真实地存在着一大段我们平常感觉不到的频谱，这段频谱中有一段属于毫米波。

波动越快，频率越高。从频率范围来看，毫米波是指30GHz到300GHz之间的电磁波。5G标准同时定义了Sub-6GHz（6GHz以下频段）和毫米波的设计。也就是说，毫米波是5G的重要组成部分。

徐晧说：“毫米波的引入带来了技术上的巨大突破。5G以前，在3GPP的国际标准中我们从来都没有使用过毫米波。”从世界范围看，Sub-6频谱资源在大部分国家都非常紧缺，包括中国。因此，大家把目光投向更高频的频谱。

“通信资源，就像管道送水一样，管道越粗，流量越大。”徐晧说，“在Sub-6频段只能用到100—200MHz的带宽，但毫米波频段可以用到800MHz的带宽。等于获得8倍以上的速度增强。这是大家对毫米波高频频段感兴趣的原因之一。”

事实上，全世界很多国家和地区都在做5G毫米波的应用规划。我国信息通信研究院和IMT-2020（5G）推进组正在积极组织5G毫米波相关测试。

基于技术特点释放毫米波应用

今年2月世界移动通信大会期间，中国联通、高通、中兴通讯、华为、OPPO、紫金山实验室等近40家产业链伙伴共同展示了5G毫米波赋能“冬奥”的丰富应用。

这是我国首次向公众展现5G毫米波产业链发展阶段性成果。2022年冬奥会也将成为我国5G毫米波首次规模部署。徐晧说：“毫米波已经完全具备了在5G标准的基础上进行演示及商用的条件。2022年冬奥会，5G毫米波的体验将再上一个大台阶。”

徐晧强调，在思考毫米波可能的应用时，首先要基于它的技术特点来考虑，“任何一个需要大带宽、低时延的应用，毫米波都可以被用作一种工具，对这些应用进行支持。具体到5G，我们既有Sub-6频段的应用，又有毫米波频段的应用，因此，当我们看一个应用时，就要考虑哪个技术更适用于这个应用场景。”

但是对高通来说，不管是Sub-6还是毫米波，都是5G可以考虑的工具或技术，高通从第一代5G芯片开始就同时支持了这两个技术。5G毫米波和中低频互相配合、互相补充，是达成5G最初的全部愿景的关键所在。

徐晧表示，如果需要更多、更广泛的覆盖，Sub-6频段的频谱是好的选择，如果希望通过5G获取高清或高速率体验，毫米波就是唯一的选择。

技术挑战能够被克服

“技术挑战不断出现的同时，我们也会用各种各样的技术来解决这些挑战。5G毫米波也是如此。”徐晧说。

频率越高，衰减越大，在同一个基站传输覆盖的范围就越小。这是毫米波一个比较大的挑战。如何解决？徐晧认为：“毫米波的一个优势可以解决这个劣势。频率越高，波长越短，天线体积也就越小。这意味着在同样大小的设备上可以安装更多的天线，通过使用波束成型的办法让波束越来越窄，聚焦到某一个方向而不是传输给所有方向，传输能力就会更强。因此，波束成型和大规模的天线运用，是解决毫米波覆盖范围问题的好方法。就像手电筒照出来的光是发散的，激光照射的光线则非常聚焦，传得更直、更远。”

另一个挑战是，毫米波不大容易支持没有直射径的场景，有遮挡时它的衰减也很大。从徐晧的讲解中得知，即使两端之间的直连信号被挡住，反射波也可以提供足够强的信号支持。在技术上这一挑战能够克服。

在很多人看来，毫米波的移动性不是很好。

徐晧介绍，高通已测试验证，如果有比较好的天线设计和进行波束跟踪，发射端发出的波束就会不停地追踪接收用户，就可以保持通讯。高通在美国圣迭戈的测试中，已成功实现了用毫米波技术控制无人机。

“从1G到5G, 对频谱的拓展就从未停止过。技术挑战永远都在，科学家和工程师就是来解决这些挑战的。我们会通过各种各样的技术创新来解决这些挑战，从而推动科技不断向前发展。”徐晧感慨道。